双碳目标下山东省工业行业能源绩效动态评价分析

李 威 胡金月 闫桂焕 位 华

（齐鲁工业大学（山东省科学院），山东济南 250100）

一、引言

党的十九届五中全会提出要持续推动全社会绿色低碳转型，加快实现碳达峰目标。2021年10月，政府发布《2030年前碳达峰行动方案》明确将工业领域碳达峰作为“碳达峰十大行动”之一，工业作为能源消耗和碳排放主要领域，对全国整体实现碳达峰具有重要影响。我国工业能源消费量约占可供消费能源总量的65%左右，工业碳排放占比更是高达70%，万元GDP能耗约为0.63，与发达国家相比仍有较大差距。工业领域亟需提高能源绩效水平，加快绿色低碳转型，力争率先实现碳达峰、碳中和。山东作为经济大省、重工业大省，能源消费量和碳排放量高居全国第一，且工业门类齐全，可以看作是中国工业的典型缩影。“十三五”期间山东省年均工业能耗占比高于全国约10个百分点，而对省内生产总值的贡献率仅高于全国0.3个百分点，可见，山东省工业能源绩效水平相对较低，亟需对工业行业进行更深层次优化，加快工业节能减排和产业结构调整。通过分析山东省能源消费与经济发展现状，对山东省41个工业大类行业进行分析评价，测算了2019年工业各行业的经济效益区位熵指数，分析与全国水平相比山东省工业各行业经济贡献和行业集中度，并运用综合评价方法，采用经济效益和能耗效益的双效益矩阵对行业分类评价，最后提出差异化转型路径与政策建议。研究成果可助推各级政府实施工业能源绩效评价，强化评价结果应用，倒逼行业企业加快工业低碳转型，对进一步落实“要素跟着项目走”，提高资源集约利用，提升经济发展质量有重要意义。

二、山东省能源消费水平分析

（一）山东省产业能源消费现状分析

近年来，随着山东省推进新旧动能转换，进行产业升级和能源转型，工业能耗占比呈缓慢下降趋势。2019年，山东省能源消费总量达到4.14亿吨标准煤，年均增长率为4.03%。工业能源消费总量高达3.13亿吨标准煤，占比75.6%。如图1所示，山东省能源消费总量增值率与工业能耗增长率的变化趋势基本一致，主要由于工业能源消费量占比较大，直接影响着山东省整体的能源消费总量。因此，在高质量发展背景下，山东省应从工业入手，严格控制能源消费总量，重点抓“两高行业”，减少能耗，提高能效，降低碳排放量。

图1 山东省能耗总量增长率与工业能耗增长率演变过程

深入研究工业细分行业的能源消耗量以及碳排放量，发现化学原料和化学制品制造业、电力热力生产和供应业等六大高耗能行业能耗占能耗总量的比重大于60%，碳排放量总量占比高达72%，主要由于这些行业具有典型的高放耗能、高排特点，属于能源消费密集型行业，污染物排放量大，未来应作为工业节能减排的重点关注行业。医药制造业、汽车制造业、通用及专用设备制造业等新兴战略性行业能耗在1.5%以下，碳排放量居于0.4%-1.4%，总占比为4.2%，这些产业属于知识技术密集型，能源消耗量较少，产出效益较高，对经济社会起全局引领性作用，应作为工业绿色发展、新旧动能转换的主攻方向。印刷和记录媒介复制业、家具制造业等行业能源消耗量和碳排放量居于后六位，占比低于0.2%，属于轻工业，能源依赖度较小，因而碳排放量较低。总体来说，山东省工业行业能耗特征与碳排放特征相关性较强，多数行业能耗比重与之相对应的碳排放比重基本相同，而石油煤炭及其他燃料加工业、非金属矿物制品业、电力热力生产和供应业、金属冶炼和压延加工业的能耗比重与碳排量比重略有差异，主要原因在于能源消费结构不同。

（二）山东省空间综合能耗现状分析

由于个别城市的数据缺失，本文对济南、青岛、威海、淄博、烟台、日照、临沂、滨州、东营和德州10个城市进行分析，通过各市统计年鉴数据计算得出工业行业综合能耗。计算结果如图2所示，山东省工业行业各市的能耗占比差异明显，能源消耗主要集中在鲁北地区，沿海城市的能耗占比总体较少。滨州和东营市能源消费较大，占10市能源消费总量的一半以上；淄博、青岛、德州市的能源消费量占比均高于5%；烟台、临沂、日照市的能源消费占比较为接近，占比在4%左右；济南、威海市的能源消费量较少，占比小于3%。

图2 山东省10市工业行业能源消费量及占比

深入研究各市工业细分行业的能源消费量，山东省10市八大高耗能行业占工业能源消费总量的比重均在80%以上，部分城市甚至高达95%，说明以两高行业为主的发展方式仍未得到改变。其中，济南、威海市的工业能耗相对较低，耗能行业主要集中在电力、热力供应业；烟台、日照、临沂的能耗较为接近，其中烟台市以电力和热力供应业、有色金融冶炼和压延加工业为主，日照市黑色金属冶炼和压延加工业的能耗占比接近2/3，临沂市工业行业的能源消耗较为分散；青岛、淄博和东营市的石化和焦化行业的能耗最高，东营市由于石油资源丰富，地炼企业最为集中；金属冶炼和压延加工业主要分布在滨州市，其能源消费占比约为60.6%；德州市以化工、电力热力生产和供应业、石油加工炼焦和核燃料加工业为主，其能源消费量也较为接近。

三、山东省工业行业经济水平分析

（一）山东省工业行业经济发展现状

从收入水平看，通过对山东省2019年工业各行业相关数据进行整理，计算得出各行业利润率和人均营业收入。分析发现，医药制造业、煤炭开采、有色金属及非金属矿采选业、利润率均在10%以上，而石油天然气开采业利润率在1%以下。从人均营业收入看，石油煤炭及其他燃料加工业和烟草制造业人均收入均在500万元以上，高耗能行业①《2010年国民经济和社会发展统计报告》规定高耗能行业分别为：化学原料及化学制品制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、有色金属冶炼及压延加工业、非金属矿物制品业、石油加工炼焦及核燃料加工业、电力热力的生产和供应业。的人均营业收入均在100万元以上；家具制造业、纺织服装服饰业以及金属制品机械和设备修理业的人均营业收入均在50万元以下。可知，山东省高耗能行业人均营收较高，但利润率普遍不高，说明其高耗能行业以原料初加工为主，低附加值产品占比较高的生产模式仍未改变，未来应需加大科技研发资金的投入，延申产业链，培育高精尖龙头企业。

（二）工业各行业经济效益区位熵测算

区位熵是衡量某一产业部门的专业化程度，以及某一区域在高层次区域的地位和作用等方面的指标。若区位熵指数大于1，说明该行业相应指标高于全国水平，指数越大说明在全国集中度或地位越突出；若区位熵指数小于1，则说明该行业相应指标低于全国水平，指数越小说明在指标集中度或地位越低。分别计算2019年山东省和全国规模以上工业行业的经济指标（主营业务收入、利润总额）的区位熵指数，将两个指标的区位熵进行加权平均，最后计算得出各行业经济效益区位熵，区位熵指数的计算公式为：

其中，LQij表示行业j的第i个指标的区位熵，Eij代表山东省规上工业行业j的第i个指标值（i=1，2，分别代表规模以上工业主营业务收入，规模以上工业利润总额），Ei代表全省规上工业第i个指标值。Fij表示全国规上工业行业j的第i个指标值，Fi表示全国规上工业第i个指标值。结果如表1所示：

表1 山东省工业行业经济效益区位熵（节选）

由上表可知，山东省一半以上工业行业的经济水平区位熵指数大于1，且大部分属于重工业，说明山东省工业整体的经济地位以及对全省的经济发展贡献高于全国平均水平，其中石油、煤炭及其他燃料加工业的LQ最大。高耗能行业中，除非金属矿物制品业，山东省高耗能行业的绩效区位商指数均大于1，绩效水平均高于全国水平；其中石油、煤炭及其他燃料加工业的LQ达到2.45，在重点耗能行业中处于主导地位，说明山东省高耗能行业的经济贡献和集中度较高。

四、山东省工业分行业能源绩效评价

为进一步研究工业各行业能源绩效水平，本文运用综合评价方法采用双效益矩阵，即以工业利润率、工业人均营业收入为经济效益指标，以单位综合能耗工业增加值为能耗效益指标，通过归一化处理，计算综合得分。利用平均先进值（平均值以上二次平均值）、平均值、平均落后值（平均值以下二次平均值）三个标准将能源经济效率指标值划为a、b、c、d四个档次；将能源效益指标值划分为A、B、C、D四个档次，组成4行与4列的双效率矩阵（详见表2）。根据矩阵分类规则，行业能源绩效评价偏重于能耗效益，所以将aA、bA、cA、aB归为高绩效（I）行业，能耗效益指标值为D或dC归为低绩效（Ⅲ）行业，其余为中绩效（Ⅱ）行业，行业具体分类见表3。

表2 双效益矩阵表

表3 山东省工业各行业能源绩效水平分类（节选）

（一）高绩效行业评价分析与转型建议

山东省高绩效行业主要集中在烟草制品业、医药制造业、煤炭开采和洗选业等。煤炭开采和洗选业、医药制造业的经济效益较高，利润率分别高达22.03%和13.65%，经济效益区位熵指数分别为1.31和1.66，但是单位能耗增加值低于全省平均水平，能耗效益较低；烟草制品业、仪器仪表制造业属于能耗效率较高的行业，单位能耗增加值分别为31.07万元/吨标煤和10.63万元/吨标煤，利润率均在8%以上，但是经济效益的区位熵指数均小于1，经济效益仍有一定提升空间。计算机、通信和其他电子设备制造业的能耗效率较高，单位能耗增加值为8.55万元/吨标煤，利润率仅为3%左右，经济贡献度和行业集中度低，并未形成较好的资金回报率，山东省计算机行业规模较小，产业集群规模效益偏弱，科技成果转化率低，在全国乃至全球竞争中仍处于弱势地位。因此，对于高绩效行业，应进一步扩大高效益行业的规模，抢占市场份额，转变发展方式，重点培育一批优质龙头企业，坚持绿色低碳发展方针，完善体制机制。

（二）中绩效行业评价分析与转型建议

山东省中绩效行业中电气机械和器材制造业和纺织服装、服饰业的能耗效率较好，单位能耗增加值均在3万元/吨标煤以上，高于全省平均水平，但经济效率较低，经济效益区位熵指数均小于1，经济贡献和集中度也较低；企业盈利水平有较大差异，应研发新能源产品，提高技术效率；黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业的利润率均在9%以上，石油、煤炭及其他燃料加工业和非金属矿采选业的人均营业收入均在100万元以上，黑色金属矿采选业、有色金属矿采选业和石油煤炭及其他燃料加工业的经济效益的区位熵指数均大于1，高于全国水平，行业集中度较高，但是单位能耗增加值均小于2万元/吨标煤，能耗效率有待提高。因此，对于中绩效行业，应提升集约化水平，降低企业能耗水平，依据市场需求打造高质量品牌，提高绩效。

（三）低绩效行业评价分析与转型建议

山东省低绩效行业的能耗效率较低，单位能耗增加值均小于1万元/吨标煤。国家发改委明确的高耗能行业，在山东省均属于低绩效行业，大部分行业的区位熵指数均大于1，说明山东省高耗能行业集中度高，低碳化转型较为困难。其中，家具制造业属于劳动密集型产业，工业利润率为2.64%，经济效益区位熵指数小于1，行业经济贡献度和集中度较低，技术创新短板较为明显，对于工艺和材料等创新技术环节意识薄弱，产品附加值低，同质化现象较为严重。石油煤炭及其他燃料加工业、非金属矿物制品业和电力热力生产供应业属于高耗能行业，能源消费结构仍以煤炭为主，工业利润率分别为1.16%、6.74%、4.90%，工业低碳创新技术亟待提高；水泥行业能源消费量占非金属矿物制品业能源消费总量的51.20%，其产能过剩情况较为突出，非金属矿物制造业应从水泥行业入手，逐步淘汰2500t/d生产线，全面推进清洁生产，开发新产品、新技术、新工艺。随着经济的稳步增长和电力热力需求的增加，电力热力生产和供应业得到快速扩张，截至2019年底，山东省电力总装机容量为13619万千瓦，电力热力行业中煤电行业涉及民生，虽然供电煤耗有所下降，但仍需淘汰30万千瓦及以下落后机组，提高资源利用效率，大力发展热电联产机组，应保障可再生能源的发展规模和速度，以新增风光为代表的可再生能源发电装机为主，提高终端电气化水平。因此，对于低绩效行业，要优化资源配置，淘汰落后产能，避免产能过剩，研发利用绿色原材料和高新技术，积极发展低碳经济。

五、相关结论

综上所述，山东省高绩效行业仅占不到一成，中、低绩效行业仍占主导地位。说明山东省工业行业能源绩效水平仍有较大提升空间。此外，山东省部分高绩效行业的经济贡献较低，而部分低绩效的行业经济贡献和行业集中度较高，转型较为困难。要实现产业高质量发展，重点在于实现工业各行业绿色低碳化发展，提高工业能源绩效水平。现阶段重点耗能行业在山东省的经济贡献中有着不可替代的重要地位，因此，应借助新旧动能转换和双碳目标的双重政策约束，针对不同效益水平的行业企业有针对的分类采取措施，扩大高绩效行业的规模，提高其在工业行业中的经济贡献程度；同时，督促中绩效行业技术水平的创新和低绩效行业的改造升级，构建现代化的绿色高质量产业体系，实现工业的低碳化发展。